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高压干法水下焊接技术的应用
发布者:1,2,3,4,5 发布时间:2015-8-12 16:56:25

   高压干法水下焊接如图 2 所示。随着海底焊接工程的增多、海底工程深度的加大和对焊接质量要求的提高,高压干法水下焊接以其焊接质量高、接头性能好等优点越来越受到重视。由于湿法水下焊接与局部干法水下焊接,一般只用于几米至几十米水深非重要结构物修复,实际应用水深通常不超过40m,为了适应海洋工程向深海发展的形势,许多国家加大了对高压干法水下焊接技术的研究与应用。目前国外用于水下维修作业的,多采用高压轨道 TIG 焊系统进行,较为知名的作业系统有PRS 系统和OTTO 系统。PRS 系统由挪威的Statoil 公司组织开发,该系统设计目标是能从事1000m 水深的焊接,在334m 水深成功地进行了管道焊接,焊缝-30℃冲击功达到300J,焊缝的显微硬度低于245HV[4]。该系统迄今为止已经成功完成20 多处水下管道维修任务。英国的OOTO 系统主要由焊接舱和轨道TIG 焊机组成,实验表明,135m 水深的焊缝-l0℃冲击功达到180J,断裂强度550MPa[5]。该套系统曾在海底连续工作过4 周,累计完成了18 处焊缝,焊接程序和质量获得了挪威劳氏船级社的认证。我国于 2002 年10 月将水下干式高压焊接技术规划为国家863 计划重大专项“渤海大油田勘探开发关键技术”中的一个重要组成部分。该项目由北京石油化工学院负责。目前,已设计并建立了国内第一个高压焊接实验室,设有高压焊接试验舱,可以进行不同压力等级的焊接试验和研究。随后开始按年度计划进行高压焊接工艺实验和工艺评定。   高压干法焊接由美国于1954年首先提出,1966 年开始用于生产,可焊接直径508mm,813mm 及914mm 的海底管线。目前最大实用水深为300m 。 左右。在7该焊接方法中,气室底部是开口的,通入气压稍大于工作水深压力的气体,把气  室内的水从底部开口处排出,焊接是在干的气室中进行的。

一般采用焊条电弧焊或惰性气体保护电弧焊等方法进行,是当前水下焊接中质量最好的方法之一,基本上可达到陆上焊缝的水平,但也存在如下三个问题:  

(1) 因为气室往往受到工程结构形状、尺寸和位置的限制,局限性较大,适应性较小,目前仅用于海底管线等形状简单、规则结构的焊接。  

(2) 必须配有一套生命维持、湿度调节、监控、照明、安全保障、通信联络等系统。辅助工作时间长,水面支持队伍庞大,施工成本较高。例如,美国TDS 公司的一套可焊接直径813mm 管线的焊接装置(MOD-1)价值高达200万美元。  

(3)同样存在“压力影响”这个问题。在深水下进行焊接(如几十米到几百米时,随着电弧周围气体压力的增加,焊接电弧特性、冶金特性及焊接工艺特性都要受到不同程度的影响。因此,要认真研究气体压力对焊接过程的影响,才能获得  优质焊缝。

 
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